Josh Hutcherson supo desde los cuatro años que quería ser actor. Para perseguir su meta, Josh y su familia se mudaron a Los Ángeles cuando él tenía nueve años.

En 2002, Josh consiguió su primer papel actoral en la película para televisión House Blend (2002), con Amy Yasbeck, Dan Cortese y Sean Faris. Ese mismo año, Josh fue elegido para el piloto Becoming Glen (2002), pero Fox no lo ordenó como serie (aunque, varios años después, fue reconfigurado como la serie de corta duración The Winner (2007), protagonizada por Rob Corddry y coescrita/producida por Seth MacFarlane). Hacia finales de 2002, Josh apareció en un episodio de ER (1994).

Josh hizo su debut en la pantalla grande, en 2003, con un pequeño papel en la nominada al Oscar American Splendor (2003). Su carrera comenzó su ascenso mesurado en 2005 con un papel secundario como uno de los hijos de Will Ferrell en Kicking & Screaming (2005), un papel coprotagónico en el éxito independiente Little Manhattan (2005), y otro papel coprotagónico en Zathura: A Space Adventure (2005), que originalmente fue concebida como una secuela de Jumanji (1995). A pesar de tener un rendimiento inferior en taquilla, "Zathura" ayudó a que Josh ganara su primer Premio Young Artist por "Mejor Actor Joven".

2006 vio mayores retornos para la floreciente carrera cinematográfica de Josh con un papel como uno de los hijos de Robin Williams en el modesto éxito RV (2006). Al año siguiente, consiguió su primer papel decisivo en Bridge to Terabithia (2007), la adaptación de la novela de Katherine Paterson aprobada por los niños que coprotagonizó con AnnaSophia Robb, cuya carrera también estaba despegando en ese momento.

Josh protagonizó como el sobrino de Brendan Fraser en otro éxito de cine familiar, Journey to the Center of the Earth (2008), y tuvo un papel más pequeño en el drama al estilo Crash, Fragments (2008), aunque para entonces su rostro y nombre ya se usaban en materiales de marketing cinematográfico. Aunque no fue un éxito, el personaje de Josh en Cirque du Freak: The Vampire's Assistant (2009) sirvió como un dispositivo argumental importante al principio de la historia.

En 2010, Josh coprotagonizó la aclamada por la crítica película The Kids Are All Right (2010), junto a Annette Bening, Julianne Moore, Mark Ruffalo y Mia Wasikowska. La película recibió varios premios y cuatro nominaciones al Oscar, incluida Mejor Película. La actuación de Josh como el hijo menor de una familia, liderada por dos madres, le valió elogios de audiencias e industria por igual. Josh siguió con un papel ampliado en Journey 2: The Mysterious Island (2012), que vio a Dwayne Johnson asumir como personaje principal de Brendan Fraser. Entre el poder estelar y el atractivo del 3D, la secuela fue un éxito mundial y una tercera entrega está en desarrollo.

Con el anuncio de que interpretaría al querido "Peeta Mellark" en The Hunger Games (2012), la adaptación cinematográfica de la novela más vendida escrita por Suzanne Collins, Josh se convirtió en una celebridad instantánea. A raíz del enorme éxito mundial de la película, se estrenó Detention (2011), una comedia de terror que Josh hizo antes de "The Hunger Games". Josh también fue productor ejecutivo de ese largometraje.

Antes de que Josh retome su papel como "Peeta" en The Hunger Games: Catching Fire (2013), lo veremos en la remake largamente retrasada de Red Dawn (2012); el ómnibus 7 días en La Habana (2011) (también conocido como "7 Days in Havana") (el segmento de Josh fue dirigido por Benicio Del Toro); The Forger (2012) junto a Lauren Bacall, Alfred Molina y Hayden Panettiere; y la animada Epic (2013) del codirector de Ice Age (2002) (y voz de "Scrat"), Chris Wedge.